مقاوم سازی ساختمان فولادی

ساختمان های فولادی در صورت طراحی مناسب و اجرای دقیق دارای مقاومت و شکل پذیری بسیار مناسب می باشد ولی با توجه به عدم استفاده از نیرو های اجرایی متخصص و فرض های اشتباه ساخت ساختمان های فولادی دارای معایب و ایراداتی می باشد که نیاز به مقاوم سازی و بهسازی دارد. ساختمان های فولادی اغلب تحت بار های لرزه ای به دلیل کمانش موضعی آسیب دیده و عملکرد مناسبی ندارند. و یا به دلیل خوردگی نیاز به مقاوم سازی دارند. در این مقاله سعی شده است که به مقاوم سازی ساختمان های فولادی را در برابر بار های لرزه ای و ثقلی پرداخت شود.

در زلزله های اخیر ضعف های ساختمان های فولادی در برابر بارهای جانبی مشخص شده است که به صورت زیر است:

  • کمانش خارج از صفحه مهاربند

  • طراحی ضعیف اتصالات مهاربندها

  • طراحی ضعیف تیر پیوند

  • عملکرد ضعیف ستون های بست دار

  • ایجاد طبقه نرم

  • اتصالات ضعیف شمشیری پله

  • جوشکاری های نا مناسب در ساخت اسکلت

  • عدم رعایت تیر ضعیف- ستون قوی

 

با توجه به موارد بالا مشخص است که ساختمان های فولادی ضعیف در هنگام زلزله، دچار آسیب و حتی فرو ریزش می شوند. عکس های فوق نشان می دهد که برای جلوگیری ازفروریزش و آسیب ساختمان هاب فولادی نیاز به مقاوم سازی و بهسازی دارند.

روش های مقاوم سازی ساختمان های فولادی :

 ژاکت بتنی:

در ساختمان های فولادی که نیاز به مقاوم سازی المان و افزایش شکل پذیری می باشد می توان از ژاکت بتنی استفاده نمود. استفاده از ژاکت بتنی در ستون ها سبب افزایش سختی و افزایش مقاومت ستون فلزی و همینطور مقاومت بیشتر المان در برابر کمانش می شود. استفاده از ژاکت بتنی در تیرها سبب افزایش ظرفیت خمشی و برشی تیر ها می شود. لازم به ذکر است که اگر در تیر ها از ژاکت بتنی استفاده شود می بایست به رعایت ضابطه تیر ضعیف- ستون قوی دقت شود.

تقویت اتصالات و المان ها با استفاده از ورق های مناسب:

در طراحی اتصالات باید این نکته رعایت شود که اتصال باید قادر باشد بیشینه نیرو قابل تحمل المان را تحمل کند. در صورت عدم رعایت این موضوع، نیاز است اتصالات تقویت و مقاوم سازی شوند. در سازه های فولادی مخصوصا در قاب های خمشی اتصالات بخش بسیار مهمی از سازه می باشد.

ایجاد سختی در طبقه ای که دارای پتانسیل طبقه نرم است:

در ساختمان فولادی که پتانسیل ایجاد طبقه نرم دارا است می بایست اقدامی انجام شود که سختی طبقه افزایش یابد تا از شکست به دلیل طبقه نرم جلوگیری شود

اضافه نمودن ستون:

اضافه کردن طبقه نرم به دو جهت باعث بهسازی ساختمان می شود 1- به دلیل افزایش سختی 2- کاهش سطح بارگیر تیر که سبب افزایش ظرفیت باربری تیر می شود.

اضافه نمودن دیوار برشی:

 اضافه نمودن دیوار برشی باعث می شود سختی طبقه و سازه افزایش یابد و بخشی از بار مرده، را دیوار برشی تحمل کند. جهت اضافه نمودن دیوار برشی به سازه فولادی نیاز است دیوار برشی به ستون های اطراف درگیر شود که برای این کار می بایست میلگرد های افقی دیوار برشی به اطراف ستون فولادی را در بر بگیرد و سپس بتن ریزی شود.

اضافه نمودن مهاربند:

اضافه کردن مهار بند  به قاب های فولادی روش کارآمدی می باشد که در صورتی که ساختمان دارای سختی کم و یا جوشکاری و یا دتایل اتصالات نامناسب باشد می تواند به مقاوم سازی ساختمان فولادی کمک کند. لازم به ذکر است در صورتی که از مهاربند جهت مفاوم سازی ساختمان استفاده شود نیاز است ستون ها را جهت اطمینان از مقاومت در برابر کمانش موضعی کنترل نمود.

نکته: در صورت اضافه نمودن مهاربند یا دیوار برشی نیاز است پی ساختمان مورد آنالیز قرار گیرد تا در برابر نیرو های وارده و بلندشدگی کنترل شود.

افزودن میانقاب:

 اضافه کردن دیوار های میانقاب باعث افزایش سختی می شود و سبب می شود که زمان تناوب سازه تا حدود 20% کاهش یابد که این نشان دهنده تاثیر میانقاب در سختی سازه می باشد. در زمان استفاده از میانقاب برای تامین سختی باید اندرکنش الملن های سازه ای با میانقاب را بررسی نمود.

 

اجرای دیوار باربر:

در برخی مواقع به دلایل مختلف قادر به مقاوم سازی المان سازه ای نمی باشیم. یک راهکار مناسب اجرای دیوار باربر در زیر تیر می باشد که سبب می شود از خیز تیر را کنترل کرده و در باربری ثقلی به ستون های آسیب پذیر کمک کند. این روش در باربری ثقلی مفید می باشد و در برابر بار جانبی زیاد عملکرد مناسبی نداشته است.

اجرای دستک فشار و کششی برای مهار کنسول ها:

در مواقعی که طول کنسول ها زیاد می باشد به دلیل بار بیش از حد کنسول و مولفه عمودی زلزله نیاز است که اقدام به مهار کنسول می باشد، جهت مهار کنسول ها نیاز است با توجه به نیروی وارده دستک های در بالا و یا پایین کنسول ها اجرا شود تا از خیز بیش از حد و اعمال نیروی خمشی مضاعف به ستون جلوگیری شود.

اجرای تیر فرعی مابین ستون:

در برخی موارد تیر ها قادر به تحمل بار وارده نمی باشند و سبب خیز بیش از اندازه می شود، راه مناسب جهت مقاوم سازی این تیر ها استفاده از تیر های در مابین ستون در وسط دهانه می باشد که سبب می شود وزن دیوار روی تیر ها به نصف کاهش یابد . در این روش از مقاوم سازی می بایست اتصال تیر اضافه شده به صورت مفصل در نظر گرفت تا در برابر نیرو جانبی مقاومت نداشته باشد.

 

 

 

 

 

 

مقاوم سازی ساختمان فولادی
4.7 (93.33%) 3 votes
به اشتراک بگذارید: